Введение
1 Анализ современного состояния судовых электротехнических комплексов и формализация принятия решений при их создании . 36
1.1 Анализ систем электродвижения отечественных и зарубежных производителей . 36
1.2 Электродвижение на судах гражданского флота и надводных кораблях ВМФ 40
1.3 Аналитический обзор современного состояния и перспектив развития электроэнергетических систем подводных лодок 43
1.3.1 Атомные подводные лодки . 43
1.3.2 Новые структуры энергетической системы переменно-постоянного тока 45
1.3.3 Неатомные подводные лодки . 47
1.4 Формализация принятия решений при создании электротехнических комплексов судов с электродвижением 56
1.4.1 Постановка задачи . 56
1.4.2 Обоснование напряжения распределительного модуля 57
1.4.3 Обоснование напряжения двигательного модуля 66
1.4.4 Методика научно-технического обоснования принятия решения по направлению разработки и вариантам реализации проектов . 67
1.4.4.1 Научно-техническое обоснование выбора вариантов исполнения 67
1.4.4.2 Субъективное взвешенное решение по выбору варианта ЭТМ . 67
1.4.4.3 Экспертные оценки при разработке решений . 69
2 Развитие теории и методов расчета режимов судовых единых электроэнергетических систем 76
2.1 Состав и структура математического обеспечения 76
2.2 Теоретические положения и метод формирования уравнений электрических сетей с электрическими машинами при схемотехнических методах анализа судовых ЭТК 79
2.2.1 Общие положения 79
2.2.2 Макромодели элементов электрических цепей . 79
2.2.3 Алгоритм формирования уравнений схем с электрическими машинами . 85
2.3 Моделирование элементов быстродействующей защиты 99
2.3.1 Моделирование защиты статических преобразователей 99
2.3.1.1 Основные принципы защиты статических преобразователей 99
2.3.1.2. Модель управляемого выпрямителя 101
2.3.1.3 Модель защиты управляемого выпрямителя . 102
2.3.2 Схемотехническая модель взрывного предохранителя . 107
2.3.2.1 Постановка задачи 107
2.3.2.2 Номинальные параметры взрывного предохранителя . 108
2.3.2.3 Схемотехническая модель электрической дуги перешейка 109
2.3.2.4 Модели воспламенения и детонации взрывчатого вещества 112
2.3.2.5 Модель электрической дуги сменного контактного элемента 113
2.3.2.6 Математическая модель взрывного предохранителя 115
2.4 Моделирование ограничителей перенапряжений 115
2.4.1 Принципы ограничения перенапряжений 115
2.4.2 Моделирование ограничителя перенапряжений 116
2.5 Методика моделирования элементов защиты . 119
3 Математические модели многообмоточных гребных асинхронных электродвигателей 124
3.1 Общие положения 124
3.2 Математическая модель многообмоточного двигателя 125
3.3 Модель АД с двумя обмотками на статоре в преобразованной системе координат 140
3.4 Уравнение движения в относительных единицах и модель нагрузки электродвигателя . 149
3.5 Исследование статических и динамических режимов трехфазного АД 150
3.6 Исследование АД с двумя обмотками на статоре с помощью натурного эксперимента и математической модели . 159
3.7 Исследование АД с двумя обмотками на статоре сдвинутыми на 30 электрических градусов 166
4 Теоретические положения и метод энергосберегающего управления частотно-управляемым гребным асинхронным двигателем . 176
4.1 Основные положения 176
4.2 Теоретические основы скалярного управления . 178
4.3 Потери асинхронного двигателя 184
4.4 Исследование статических характеристик АД 187
4.5 Оптимизация скалярного управления АД 201
4.6 Определение взаимосвязи напряжения (тока) и частоты при оптимальном управлении электроприводом 211
4.7 Исследование АД с двумя обмотками на статоре при энергетически оптимальном скалярном управлении 217
5 Теоретические положения и метод математического моделирования судовых единых электроэнергетических систем при проектировании ЭТК судов с электродвижением 224
5.1 Исследование синусоидальности напряжения на шинах ГРЩ в ЭТК судна с электродвижением . 224
5.2 Исследование переходных процессов в судовом ЭТК при параллельной работе генераторов разных мощностей 226
5.3 Математическая модель вала с учетом упругости и трения и исследование режима частотного запуска ГЭД 231
5.4 Исследование режимов двухобмоточного ГЭД с трехуровневым инвертором 234
5.5 Исследование режимов ГЭД с каскадным инвертором 244
5.6 Исследование аварийных режимов электроэнергетической системы переменно-постоянного тока 250
5.6.1 Модель электроэнергетической системы 250
5.6.2 Проверка результатов расчета токов короткого замыкания 251
5.6.3 Расчет токов короткого замыкания на полной модели электроэнергетической системы 257
5.6.4 Анализ результатов расчета токов короткого замыкания 257
5.6.5 Методика расчета токов короткого замыкания 265
5.7 Метод математического моделирования судовых единых электроэнергетических систем при проектировании ЭТК судов с электродвижением
6 Теоретические положения и метод расчета искажения синусоидальности напряжений и токов в судовых единых электроэнергетических системах 277
6.1 Исследование качества электроэнергии электроэнергетической системы с частотно–регулируемым приводом на физической модели 277
6.2 Влияние искажений синусоидальности напряжения и тока на работу корабельного и судового оборудования 288
6.3. Аналитический принцип определения амплитуд и фаз гармоник 293
6.4. Методика расчета коэффициента искажения синусоидальности кривой тока в системе с преобразователем частоты со звеном постоянного тока 305
Заключение 311
Список литературы
